с 01.01.2009 по 01.01.2015
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
с 01.01.1997 по 01.01.2002
Тюменский индустриальный университет
с 01.01.1997 по 01.01.2002
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
с 01.01.2018 по 01.01.2024
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
с 01.01.2020 по 01.01.2025
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
с 01.01.1997 по 01.01.2002
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
ВАК 1.6 Науки о Земле и окружающей среде
ВАК 1.2.1 Искусственный интеллект и машинное обучение
ВАК 1.2.2 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
ГРНТИ 38.00 ГЕОЛОГИЯ
ОКСО 21.00.00 Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия
ОКСО 05.04.01 Геология
ОКСО 21.06.01 Геология, разведка и разработка полезных ископаемых
ТБК 633 Геология
BISAC SCI031000 Earth Sciences / Geology
В статье описана методика сейсмогеологического сопровождения бурения горизонтальных и наклонно‑направленных эксплуатационных скважин на месторождении Восточной Сибири в пределах Непско‑Ботуобинской антеклизы. Подход основан на оперативном анализе данных сейсморазведки, сейсмической инверсии и каротажа во время бурения (LWD). На примере двух скважин показана эффективность методики: уточнение траектории, удлинение горизонтальной секции и подтверждение нового высокопористого коллектора осинского горизонта.
горизонтальные скважины, осинский горизонт, сейсмогеологическое сопровождение бурения, Восточная Сибирь.
Введение
Карбонатные коллекторы осинского горизонта верхнебилирской подсвиты кембрия в пределах Непско‑Ботуобинской антеклизы характеризуются высокой неоднородностью фильтрационно‑емкостных свойств и невыдержанностью по латерали и разрезу. Целевые объекты нередко имеют небольшую эффективную толщину и сложную геометрию, в частности проявляются в виде кольцевых аномалий, картируемых по данным динамического анализа сейсморазведочных работ. В таких условиях успешность проводки горизонтальных и наклонно‑направленных эксплуатационных скважин напрямую определяет полноту выработки запасов и рентабельность разработки, а ошибка при выборе траектории или глубины вскрытия пласта‑коллектора приводит к снижению эффективной проходки по коллектору и потере добычного потенциала скважины.
Актуальность работы обусловлена тем, что традиционные геонавигационные буровые сводки компаний‑подрядчиков по бурению опираются преимущественно на данные каротажа во время бурения (LWD) и не в полной мере используют потенциал сейсморазведочных данных, включая результаты сейсмической инверсии, для прогноза свойств коллектора впереди и вокруг ствола скважины. Совместная оперативная интерпретация данных сейсморазведки и каротажа во время бурения позволяет повысить обоснованность решений по корректировке проводки скважины в режиме реального времени.
Цель работы — разработка и апробация методики сейсмогеологического сопровождения бурения горизонтальных и наклонно‑направленных эксплуатационных скважин, обеспечивающей эффективную проводку по карбонатному коллектору осинского горизонта за счет совместного оперативного анализа данных сейсморазведки, сейсмической инверсии и каротажа во время бурения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
сформировать комплексный подход к оперативной совместной интерпретации данных сейсморазведки, сейсмической инверсии и каротажа во время бурения для оценки положения ствола скважины и коллекторских свойств целевого пласта в процессе бурения;
-
выработать на основе этого подхода оперативные рекомендации по корректировке азимута, глубины проводки и протяженности горизонтальной секции скважины;
-
апробировать методику на примере бурения эксплуатационных скважин № 1 и № 2 на целевой пласт осинского горизонта и оценить ее эффективность по результатам бурения.
В работе описана методика сейсмогеологического сопровождения бурения эксплуатационных скважин (горизонтальных и наклонно‑направленных), внедренная на одном из месторождений Восточной Сибири, расположенного на территории Непско‑Ботуобинской антеклизы, направленных на эффективную проводку по карбонатному коллектору и добычу нефти из осинского горизонта верхнебилирской подсвиты кембрия.
Представленный методический подход сейсмогеологического сопровождения бурения является дополнением к традиционным геонавигационным буровым сводкам компаний‑подрядчиков по бурению, позволяющим специалистам формировать оперативные рекомендации по корректировке проводки ствола скважины во время бурения, а недропользователю — обладать всесторонней информацией о процессе бурения.
Методика
Исходными данными для сопровождения служат результаты наземной 3D‑сейсморазведки и полученные на их основе сейсмические атрибуты и кубы сейсмической инверсии (в том числе куб акустического импеданса), данные каротажа во время бурения (LWD), поступающие в оперативном режиме, а также обширная база скважинных данных по осинскому горизонту соседних месторождений Непско‑Ботуобинской антеклизы, используемая в качестве аналоговой при интерпретации. Конкретные параметры регистрации и обработки сейсмических данных, характеристики комплекса LWD и технологии бурения определяются проектными документами недропользователя и в настоящей работе не раскрываются. Методика сейсмогеологического сопровождения бурения реализуется последовательно и включает следующие этапы:
-
Комплексный подход к анализу данных сейсморазведочных работ:
-
оценка положения ствола скважины в процессе бурения по данным сейсморазведочных работ несколько раз в сутки при поступлении данных каротажа во время бурения (LWD);
-
привлечение данных сейсмической инверсии и динамического анализа сейсмических данных для оценки коллекторских свойств по стволу скважины;
-
оперативная актуализация сейсмической интерпретации при необходимости;
-
выдача прогнозных глубин вскрытия пласта‑коллектора.
-
Оперативная интерпретация данных каротажа во время бурения (LWD) для оценки коллекторских свойств на основании масштабной базы скважинных данных по другим месторождениям в осинском горизонте на территории Непско‑Ботуобинской антеклизы.
-
Геологическая интерпретация полученной информации на основании обширного опыта работы специалистов Energy Craft при работах на месторождениях в Восточной Сибири.
-
Формирование оперативных сводок для недропользователя при поступлении данных каротажа во время бурения (LWD) с рекомендациями по дальнейшему бурению, дополняющих традиционные буровые сводки компаний‑подрядчиков по бурению.
Примеры
В качестве примера описан процесс сопровождения бурения эксплуатационной горизонтальной скважины № 1 на объект в осинском горизонте, представленный так называемой кольцевой структурой [1]. Объекты данного типа характеризуются эффективными толщинами от 8 до 12 метров, средней пористостью 13–16 % при общей мощности верхнебилирской подсвиты около 40–50 метров. В плане объекты распространяются в виде кольцевых аномалий, картируемых по данным динамического анализа сейсморазведочных работ, с чем и связано их название.
Специалисты Energy Craft были привлечены к сопровождению бурения скважины № 1 непосредственно перед стартом бурения. В процессе комплексного анализа проектной траектории, главным образом с точки зрения динамического анализа волнового поля, было сформулировано предложение по смещению ствола скважины в плане с целью более эффективной проводки по коллектору, которое было принято недропользователем. На рисунке 1 на карте сейсмического атрибута (амплитуда по дополнительно прослеженному отражению) представлены проектная и итоговая траектории горизонтальной скважины № 1. Видно, что принятая траектория оптимальней пересекает закартированную сейсмическую аномалию (красный и желтый цвета палетки) в горизонтальной секции.
Рисунок 1. Корректировка азимута горизонтальной скважины № 1 по карте сейсмического атрибута перед стартом бурения
Помимо положения горизонтальной секции в плане, была выдана рекомендация по изменению глубины проводки горизонта в интервале целевого коллектора, которая была также принята недропользователем. Предложение основано на анализе данных сейсморазведки и представлено на рисунке 2. Видно, что в первоначальном варианте ствол скважины № 1 располагался ниже дополнительного отражения в волновом сейсмическом поле, отождествляемого с пластом‑коллектором осинского горизонта. В итоговом варианте проектная глубина вскрытия в точке Т2 была поднята выше на 10 метров. Был выдан прогноз глубины вскрытия пласта‑коллектора в точке Т2, который в дальнейшем подтвердился с точностью ±0,5 метра.
Рисунок 2. Корректировка глубины проводки горизонтальной скважины № 1 на сейсмическом разрезе
В процессе бурения были подтверждены глубина вскрытия кровли пласта‑коллектора, а также фильтрационно‑емкостные параметры вскрываемого коллектора осинского горизонта. При этом в процессе бурения от недропользователя был получен архивный куб сейсмической инверсии для получения дополнительной сейсмической информации о вскрываемом объекте, который был взят в анализ и участвовал в формировании дальнейших сводок по сейсмогеологическому сопровождению. В рамках анализа результатов инверсии было выявлено, что целевой пласт‑коллектор проявляется в кубе акустического импеданса сниженными значениями, причем контур распространения оказывался несколько шире, чем по суммарному кубу амплитуд. Подобные обстоятельства позволили выдать рекомендацию по удлинению горизонтальной секции в интервале коллектора осинского горизонта, опираясь на результаты оперативной интерпретации куба акустического импеданса: было выявлено, что в уже пробуренной части интервалу наиболее высокопористого и выдержанного коллектора соответствуют аномально низкие значения акустического импеданса и существует возможность удлинить ствол скважины № 1 до аналогичной аномалии акустического импеданса (рис. 3). Прогноз наличия высокопористого коллектора в интервале аномалии акустического импеданса подтвердился по результату бурения — из дополнительно пройденных 100 метров около 80 метров оказались нефтенасыщенным коллектором со средней пористостью около 18 % (рис. 4).
Рисунок 3. Рекомендация по удлинению ствола скважины во время бурения, основанная на результатах сейсмической инверсии
Рисунок 4. Подтверждение наличия высокопористого коллектора по сейсмической инверсии
В процессе сопровождения бурения скважины № 1 вырабатывались рекомендации по бурению дальнейших скважин эксплуатационного бурения. Так, в рамках динамического анализа специалистами Energy Craft была закартирована дополнительная перспективная зона во внутренней части кольцевой структуры, коллектор осинского горизонта в которой еще не был подтвержден бурением и ранее не прогнозировался. Совместно с недропользователем была выработана проектная наклонно‑направленная скважина № 2 с целью подтверждения наличия коллектора осинского горизонта во внутренней части кольцевой структуры с дальнейшим вводом ее в добычу (рис. 5).
Рисунок 5. Выявление перспективной зоны во внутренней части кольца с заложением проектной скважины № 2
В результате бурения скважины № 2 наличие высокопористого коллектора в осинском горизонте во внутренней части кольцевой структуры подтвердилось — был встречен коллектор эффективной толщиной 10 метров, средней пористостью 16 % (рис. 6). Результат бурения этой скважины позволил расширить подтвержденную бурением зону развития коллекторов осинского горизонта на действующей кустовой площадке.
Рисунок 6. Подтверждение новой выявленной зоны бурением скважины № 2 на разрезе акустического импеданса
Обсуждение: точность, ограничения и эффективность подхода
Точность прогнозов, получаемых в рамках предложенной методики, носит относительный характер и определяется качеством и разрешающей способностью исходных сейсмических данных, плотностью и представительностью аналоговой базы скважин, а также корректностью увязки сейсмического волнового поля со скважинными данными. На рассмотренных примерах прогнозные глубины вскрытия пласта‑коллектора и наличие высокопористого коллектора в интервалах аномалий акустического импеданса качественно подтвердились результатами бурения, что свидетельствует о применимости подхода в данных геологических условиях. Вместе с тем приведенные оценки получены на ограниченной выборке скважин и не позволяют формально распространять достигнутую точность на произвольные объекты без дополнительной верификации.
Методика имеет ряд ограничений и потенциальных зон неприменимости. Во‑первых, ее эффективность напрямую зависит от наличия качественной 3D‑сейсморазведки, обработки высокого качества с вовлечением на определенных этапах обработки специалиста по интерпретации сейсмических данных и информативных результатов сейсмической инверсии: при низком соотношении сигнал/помеха, недостаточной кратности или слабой контрастности целевого пласта в упругих свойствах прогнозная ценность сейсмических атрибутов снижается. Во‑вторых, подход опирается на поисковый признак в сейсмических данных и связь коллекторских свойств осинского горизонта с аномалиями сейсмических атрибутов и акустического импеданса, установленными для кольцевых структур рассматриваемого типа; для объектов с иным геологическим строением, иным типом коллектора или вне области распространения аналоговой базы скважин эта связь может не воспроизводиться и требует переобоснования. В‑третьих, разрешающая способность сейсморазведки ограничивает достоверность прогноза для маломощных и тонкослоистых интервалов, сопоставимых с пределом сейсмического разрешения. Наконец, методика является дополнением к традиционному геонавигационному сопровождению и не заменяет оперативную интерпретацию данных LWD: при существенном расхождении сейсмического прогноза и фактических скважинных данных приоритет отдается фактическим замерам.
Экономический эффект методики на качественном уровне обусловлен увеличением эффективной проходки по коллектору, вовлечением в разработку ранее не охваченных бурением зон и снижением риска непродуктивной проводки ствола скважины, что повышает добычный потенциал скважин и кустовой площадки в целом. Количественная стоимостная оценка эффекта в настоящей работе не приводится, поскольку зависит от индивидуальных дебитов скважин, фактической системы разработки и коммерческих условий недропользователя.
Результаты и выводы
Специалистами Energy Craft разработана и внедрена на одном из месторождений в Восточной Сибири методика сейсмогеологического сопровождения скважин, заключающаяся в оперативном формировании сводок по бурению при поступлении данных LWD с упором на анализ сейсмических данных, в том числе данных сейсмической инверсии. Методика дополняет традиционные геонавигационные сводки и позволяет недропользователю принимать наиболее взвешенные решения при проводке горизонтальных скважин эксплуатационного бурения.
На примере проектирования и сопровождения бурения скважин № 1 и № 2 на целевой пласт осинского горизонта показана эффективность подобного подхода — горизонтальная секция скважины № 1 была продлена по рекомендации специалистов Energy Craft на основании анализа сейсмической инверсии, в продленной на 100 метров секции эффективная проходка по коллектору составила 80 метров, средней пористостью 18 %. Скважина № 2, спроектированная специалистами Energy Craft совместно с недропользователем, подтвердила наличие высокопористого коллектора в ранее неохваченной бурением зоне в районе действующей кустовой площадки.
1. Черепанова К. В. Анализ фильтрационно‑емкостных свойств и методика выделения кольцевых аномалий осинского горизонта Среднеботуобинского месторождения / Черепанова К. В., Пормейстер Я. А., Долгова Е. И. // Нефтяное хозяйство. — 2022. — № 3(1181). — https://doi.org/10.24887/0028-2448-2022-3-8-11.
